JPH03125665A - Steering device - Google Patents

Steering device

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JPH03125665A
JPH03125665A JP26356289A JP26356289A JPH03125665A JP H03125665 A JPH03125665 A JP H03125665A JP 26356289 A JP26356289 A JP 26356289A JP 26356289 A JP26356289 A JP 26356289A JP H03125665 A JPH03125665 A JP H03125665A
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JP
Japan
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rack
pinion
steering
retainer
force
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Makoto Kimura
誠 木村
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To improve steering rigidity and high-speed straight advancing property by installing a spring member for adding a pressing force of a specified numerical value or more to a retainer opposed to a rack, and polishing mutually engaging rack tooth and pinion after their respective thermal treatments. CONSTITUTION:On the inside of a housing or hollow guide member 10, a rack 11 is mounted in such a manner as to be capable of axially sliding. A rack tooth engaged with a pinion 12 is formed on part of the rack 11. In the above constitution, a retainer 13 in contact with the circular part on the opposite side of the rack tooth of the rack 11 is received in the housing 10. A compression coil spring 14 is installed to the retainer 13, whereby the retainer 13 is energized toward the rack 11. In this case, the energizing force is specified to 35Fgf or more. At least the center part of the rack tooth and the pinion 12 are polished after their respective thermal treatment.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はラックピニオン型のステアリング装置に関し、
特に高速走行時の直進性を良好にした高剛性型のステア
リグ装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a rack and pinion type steering device,
In particular, the present invention relates to a highly rigid steering device that improves straight-line performance during high-speed driving.

(従来の技術) 自動車の進行方向を変化させるために用いられるステア
リングとしては、ステアリングホイール(ハンドル)に
連結されたピニオンと、このピニオンが噛合うラック歯
が形成されたラックとを有するタイプのものがある。通
常、前記ラックは円筒形状のガイド部材によって軸方向
に摺動自在となっており、パワーステアリングの場合に
は、このガイド部材にパワーシリンダが一体となってい
る。更に、特開昭58−221767号公報に示される
ように、このガイド部材には、ラックに対して、ラック
歯の反対側の部分から押付は力を加えるために、リテー
ナがガイド部材に組込まれている。
(Prior Art) A type of steering used to change the direction of travel of an automobile includes a pinion connected to a steering wheel (steering wheel) and a rack having rack teeth that mesh with the pinion. There is. Usually, the rack is slidable in the axial direction by a cylindrical guide member, and in the case of power steering, a power cylinder is integrated with this guide member. Further, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-221767, a retainer is incorporated into this guide member in order to apply a pressing force to the rack from a portion opposite to the rack teeth. ing.

〈発明が解決しようとする課題) このようなリテーナによるラックに対する押付は力には
、限度があった。これは、従来のステアリングに用いら
れていたラック歯とピニオンの歯面の精度のもとでは、
操舵操作時における歯面相互の摩擦によって歯面が摩耗
して耐久性が充分に維持できないのみならず、操舵時に
おける運転者の操舵力が大きくなると考えらt′LfS
からである。
(Problems to be Solved by the Invention) There is a limit to the force with which such a retainer can press against the rack. This is due to the accuracy of the rack teeth and pinion tooth surfaces used in conventional steering.
It is thought that not only will the tooth surfaces wear out due to friction between the tooth surfaces during steering operations, and sufficient durability cannot be maintained, but also that the steering force of the driver will increase during steering operations.t'LfS
It is from.

バフ−ステアリングの場合には、この操舵力は油圧ポン
プで補助されるが、この操舵力が大きくなると、ポンプ
に加わる負荷も大きくなるという問題点がある。
In the case of buff steering, this steering force is assisted by a hydraulic pump, but there is a problem in that as this steering force increases, the load applied to the pump also increases.

ところで、上記パワーステアリングのみならず、油圧ポ
ンプの補助力を有していない通常のステアリングにおい
ても、ラックとピニオンとを有するタイプのステアリン
グにあっては、従来、ピニオンとラック歯をそれぞれ切
削加工してから、これらを熱処理しており、場合によっ
ては、切削加工後に研削することもあるが、熱処理を最
終工程として、これらのラックとピニオンとを完成させ
ていた。
By the way, in addition to the above-mentioned power steering, even in normal steering that does not have the auxiliary force of a hydraulic pump, in the case of a type of steering that has a rack and pinion, the pinion and rack teeth are conventionally machined separately. These racks and pinions are then heat treated, and in some cases, they are ground after cutting, but the heat treatment is the final process to complete these racks and pinions.

このようなタイプのステアリング装置における高速直進
時の操舵応答性をより良好にすべく、種々の実験や研究
を行なった。この結果、高速直進時において、従来発生
していたシミー現象は、ラックとピニオンとにおけるバ
ックラッシュの存在によって、ステアリングの剛性に限
度があることから、操舵時にトルクの変動が発生するな
めであると判明した。
Various experiments and research were conducted to improve the steering response of this type of steering device when driving straight at high speed. As a result, the shimmy phenomenon that conventionally occurs when traveling straight at high speeds is considered to be due to torque fluctuations occurring during steering, since there is a limit to the stiffness of the steering due to the presence of backlash between the rack and pinion. found.

そこで、本発明はステアリング剛性を向上させることに
よって、高速走行時における直進走行性を向上させるよ
うにすることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to improve straight-line driving performance during high-speed driving by improving steering rigidity.

(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するための本発明は、両端がそれぞれ車
輪に連結され、かつガイド部材により軸方向摺動自在に
支持されると共にラック歯を有するラックと、前記ラッ
ク歯に噛合いかつステアリングホイールに連結されるピ
ニオンとを有するステアリング装置において、前記ラッ
クに対して前記ラック歯の反対側に当接するリテーナに
、前記ラックに35Fgf以上に押付は力を加えるばね
部材を装着し、前記ラック歯の少なくとも中央部と前記
ピニオンとをそれぞれ熱処理した後に研削してなるステ
アリング装置である。
(Means for Solving the Problems) To achieve the above object, the present invention provides a rack having rack teeth, which is connected to wheels at both ends thereof, is supported slidably in the axial direction by a guide member, and has rack teeth. In a steering device having a pinion that meshes with rack teeth and is connected to a steering wheel, a spring member that applies a force of 35 Fgf or more to the rack is attached to a retainer that contacts the rack on the opposite side of the rack teeth. In the steering device, at least the center portion of the rack teeth and the pinion are respectively heat-treated and then ground.

(作用) 本発明にあっては、ラック歯の少なくとも中央部とピニ
オンとについては切削加工してから、熱処理し、更に歯
面を研削するようにしなので、ラック歯の少なくとも中
央部とピニオンとの噛合い部のバックラッシュが小さく
なり、しかも、ラックにはリテーナによって強い押付は
力が加えられることになる結果、剛性の高いステアリン
グ装置が得られ、特に高速直進性が良好となった。特に
、ピニオンとラックとの噛合い効率のうち、遊動率が正
効率に比して、ラック軸力が小さい範囲つまり操舵角度
が小さい範囲では、大幅に小さくなることが知見された
。このことは、車輪の振動等がステアリングホイールに
伝達されないことを意味し、高速直進性、シミー、及び
手放し収束性が良好となることになる。
(Function) In the present invention, at least the central portion of the rack teeth and the pinion are cut, then heat treated, and the tooth surfaces are further ground. The backlash of the meshing part is reduced, and as a result of the fact that a strong pressing force is applied to the rack by the retainer, a highly rigid steering device is obtained, and particularly good high-speed straight-line performance is obtained. In particular, it has been found that the idle rate of the meshing efficiency between the pinion and the rack is significantly smaller than the positive efficiency in a range where the rack axial force is small, that is, a range where the steering angle is small. This means that wheel vibrations and the like are not transmitted to the steering wheel, resulting in good high-speed straight running performance, shimmy, and release-convergence performance.

(実施例) 以下、本発明の実施例に基いて本発明の詳細な説明する
(Examples) Hereinafter, the present invention will be described in detail based on Examples of the present invention.

第1図はステアリングにおけるラック11とピニオン1
2との配置状態を示す図であり、第1図に示されるよう
に、ハウジングつまり中空のガイド部材10内にラック
11が軸方向に摺動自在に装着されている。このラック
11の一部には、ピニオン12と噛合うラック歯11a
を有している。
Figure 1 shows the rack 11 and pinion 1 in the steering wheel.
As shown in FIG. 1, a rack 11 is mounted in a housing, that is, a hollow guide member 10, so as to be slidable in the axial direction. A part of this rack 11 has rack teeth 11a that mesh with the pinion 12.
have.

ラック歯11aとピニオン12は、所定の捩れ角となっ
たはず歯となっている。
The rack teeth 11a and the pinion 12 are teeth that should have a predetermined helix angle.

第2図は第1図における■−■に沿う断面図であり、ラ
ック11のうち、ラック歯11aの反対側の円弧部に当
接するリテーナ13がハウジング10に収容されている
。このリテーナ13には圧縮コイルばね14が装着され
ており、このばね14によって、リテーナ13にはラッ
ク11に向かう所定のばね力Wが付勢されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 1, and the housing 10 houses a retainer 13 that abuts the arcuate portion of the rack 11 on the opposite side of the rack teeth 11a. A compression coil spring 14 is attached to the retainer 13, and the spring 14 applies a predetermined spring force W toward the rack 11 to the retainer 13.

このばね力Wは、従来では20Kgf以下であったが、
本発明の場合には35Kgf以上の値に設定されている
This spring force W was conventionally less than 20Kgf, but
In the case of the present invention, the value is set to 35 Kgf or more.

第3図は本発明のピニオンとラック歯との加工手順を示
す図であり、ピニオンはホブ切り加工によって切削した
後に、熱処理を行ない、最終的に研削盤によって歯面を
研削している。同様にラックはブローチ盤等によって切
削加工した後に、熱処理を行ない、最終的に歯面を研削
している。このように、最終的に歯面を研削することに
よって、ピニオンとラックはピックラッシュが少ない高
精度の噛合いが実現した。
FIG. 3 is a diagram showing the processing procedure for the pinion and rack teeth of the present invention, in which the pinion is cut by hobbing, then heat treated, and finally the tooth surface is ground by a grinder. Similarly, racks are cut using a broaching machine or the like, then heat treated and the tooth surfaces are finally ground. In this way, by finally grinding the tooth surfaces, the pinion and rack achieved highly accurate meshing with little picklash.

そして、上述のようにピニオン12とラック11との噛
合いを高精度に設定し得ることから、リテーナ13がラ
ック11に加える押付は力を35にgt以上の高い押付
は力とした。
Since the meshing between the pinion 12 and the rack 11 can be set with high precision as described above, the force applied by the retainer 13 to the rack 11 is set to 35, and the force applied to a force higher than gt is set to 35.

従来では、この押付は力はバックラッシュの値を小さく
することができなかつてので、20にgf以下に設定せ
ざるを得なかったが、本発明にあっては、この押付は力
を35Kgf以上の高い値に設定して、高剛性型のステ
アリングとすることができた。
Conventionally, this pressing force had to be set to 20 gf or less because it was not possible to reduce the backlash value, but in the present invention, this pressing force was set to 35 kgf or more. By setting this to a high value, we were able to create a highly rigid steering system.

第4図はステアリングに加えた加振周波数とそれによっ
て発生するシミーレベル(dB)との関係を従来のステ
アリングと本発明のステアリングとについて示したデー
タであり、本発明の場合には上述したリテーナの押付は
力Wを40に!llfとし、従来ではその値を20Kg
fとしている。このシミーレベル(dB)は20100
  (ホイール接線g/ラック軸入力)によって求めら
れる。
FIG. 4 shows data showing the relationship between the excitation frequency applied to the steering wheel and the shimmy level (dB) generated thereby for the conventional steering wheel and the steering wheel of the present invention. When pressing, force W is 40! llf, and conventionally its value was 20Kg.
It is set as f. This shimmy level (dB) is 20100
It is determined by (wheel tangent g/rack axis input).

第5図(A>は本発明のラックとピニオンとの噛合い効
率を示すグラフであり、第5図(B)は従来構造のステ
アリングにおける噛合い率を示すグラフである。
FIG. 5(A) is a graph showing the meshing efficiency between the rack and pinion of the present invention, and FIG. 5(B) is a graph showing the meshing ratio in the conventional steering structure.

ここで、正効率ηP及び遊動率ηRは以下のようにして
定義されている。
Here, the positive efficiency ηP and the floating rate ηR are defined as follows.

77P = (CO3an +1t1AtanβR)/
(CO8an 十μI AtanβP)77R= (C
O8an  ul Atan 13P ) /(CO3
an −μl AtanβR)ここで、A= (Pn 
+W/SIN an ) /Pnであり、βPはピニオ
ンの捩れ角、βRはラックの捩れ角、anは歯直角圧力
角、Pnは歯面法線荷重、μmは歯面の摩擦係数を示す
77P = (CO3an +1t1AtanβR)/
(CO8an 10μI AtanβP)77R= (C
O8an ul Atan 13P ) /(CO3
an -μl AtanβR) where A= (Pn
+W/SIN an ) /Pn, βP is the torsion angle of the pinion, βR is the torsion angle of the rack, an is the normal pressure angle, Pn is the tooth surface normal load, and μm is the tooth surface friction coefficient.

第5図(A>に示す本発明にあっては、リテーナ押付は
力Wを40KCIに設定した場合を示し、第5図(B)
においては、従来構造として、その力を20K(IIと
している。このデータから明らかなように、本発明のス
テアリングにあっては、ラック軸力が小さい範囲では、
遊動率が低いことが明らかとなる。
In the present invention shown in FIG. 5 (A), the retainer pressing is performed when the force W is set to 40 KCI, and FIG. 5 (B)
In the conventional structure, the force is 20K (II).As is clear from this data, in the steering of the present invention, in the range where the rack axial force is small,
It becomes clear that the migration rate is low.

第6図は本発明のステアリング装置と従来のステアリン
グ装置とのそれぞれについて、ラック軸力とラックスト
ロークとの関係をもとに、逆入力の無負荷操舵力を示し
たデータであり、ラックストロークが小さい範囲では、
第5図(A>において、正効率よりも遊動率が小さくな
ることと同様に、高速直進性、シミー現象、及び手放し
収束性が良好となることを示している。
Figure 6 shows data showing the reverse input no-load steering force based on the relationship between the rack axial force and the rack stroke for the steering device of the present invention and the conventional steering device, and shows that the rack stroke is In a small range,
In FIG. 5 (A>), it is shown that the floating rate is smaller than the positive efficiency, and the high-speed straight running performance, shimmy phenomenon, and release convergence properties are also good.

尚、ラック歯11a、の全てについて、熱処理後に歯面
研削を行なうことなく、ラック歯の中央部分のみ、つま
りステアリングホイール18の操舵角度で±45°の範
囲内に相当する歯の部分のみに、熱処理後に歯面研削を
行なうようにしても良い (発明の効果) 以上のように、リテーナのラックに対する押付は力を3
5Kgf以上の強い押付は力に設定し、ラック歯の少な
くとも中央部とピニオンとをそれぞれ熱処理した後に研
削加工するようにしたので、ステアリングの剛性が高く
なると共に、バックラッシュを微少に設定することが可
能となり、トルク変動が現象しかつ操舵応答性が大幅に
向上することとなり、シミー現象が低減するという効果
が得られた。特に、シミー現象の低減効果は、高速走行
時において顕著であり、通常速度での走行時にあっては
、滑らかな操舵が得られた。
Note that all of the rack teeth 11a are not subjected to tooth surface grinding after heat treatment, and only the center portion of the rack teeth, that is, the portion of the teeth corresponding to the steering angle of the steering wheel 18 within a range of ±45°, is processed. It is also possible to perform tooth surface grinding after heat treatment (effect of the invention).As described above, pressing the retainer against the rack requires a force of 3
A force of 5Kgf or more is applied, and at least the central part of the rack teeth and the pinion are ground after being heat-treated, increasing the rigidity of the steering and minimizing backlash. As a result, torque fluctuations were reduced, steering response was significantly improved, and the shimmy phenomenon was reduced. In particular, the effect of reducing the shimmy phenomenon was remarkable when traveling at high speeds, and smooth steering was obtained when traveling at normal speeds.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はラック及びピニオン型の本発明のステアリング
装置を示す断面図、第2図は第1図におけるI−I[線
に沿う断面図、第3図は本発明の噛合い部を形成する工
程を示す工程図、第4図は本発明のステアリングの特性
を従来のステアリングと比較して示すデータ、第5図(
A)(B)はそれぞれ本発明のステアリング装置と従来
のステアリング装置との効率を示すデータ、第6図は逆
入力の無負荷操舵力を示すグラフである。 11・・・ラック、lla・・・ラック歯、12・・・
ピ二オン、 13・・・リテーナ、 10・・・ガイド部材。
Fig. 1 is a sectional view showing a rack and pinion type steering device of the present invention, Fig. 2 is a sectional view taken along line I-I in Fig. 1, and Fig. 3 forms a meshing part of the present invention. A process diagram showing the process, Figure 4 shows data showing the characteristics of the steering of the present invention in comparison with conventional steering, and Figure 5 (
A) and (B) are data showing the efficiency of the steering device of the present invention and the conventional steering device, respectively, and FIG. 6 is a graph showing the no-load steering force of reverse input. 11...Rack, lla...Rack tooth, 12...
Pinion, 13... Retainer, 10... Guide member.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 両端がそれぞれ車輪に連結され、かつガイド部材により
軸方向摺動自在に支持されると共にラック歯を有するラ
ックと、前記ラック歯に噛合いかつステアリングホイー
ルに連結されるピニオンとを有するステアリング装置に
おいて、前記ラックに対して前記ラック歯の反対側に当
接するリテーナに、前記ラックに35Fgf以上に押付
け力を加えるばね部材を装着し、前記ラック歯の少なく
とも中央部と前記ピニオンとをそれぞれ熱処理した後に
研削してなるステアリング装置。
In the steering device, the steering device includes a rack having rack teeth, which is connected to wheels at both ends thereof, is axially slidably supported by a guide member, and has rack teeth, and a pinion that meshes with the rack teeth and is connected to the steering wheel. A spring member that applies a pressing force of 35 Fgf or more to the rack is attached to a retainer that contacts the rack on the opposite side of the rack teeth, and at least the central portion of the rack teeth and the pinion are respectively heat-treated and then ground. Steering device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS562266A (en) * 1979-06-22 1981-01-10 Koyo Jidoki Kk Ball screw steering apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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